సముద్ర మట్టానికి 7,700 అడుగుల (2,350 మీటర్లు) పైన ఉన్న ఇండోనేషియాలోని అగ్నిపర్వత బిలం, బ్యాటరీ యాసిడ్ వంటి నీటితో భూమి యొక్క అతిపెద్ద ఆమ్ల సరస్సుకు నిలయంగా ఉంది. ఈ సారాంశంలో “బియాండ్ ది సీ: ది హిడెన్ లైఫ్ ఇన్ లేక్స్, స్ట్రీమ్స్ మరియు వెట్ ల్యాండ్స్” (జాన్స్ హాప్కిన్స్ యూనివర్శిటీ ప్రెస్, 2024), రచయిత డేవిడ్ స్ట్రేయర్ మన గ్రహం యొక్క కొన్ని సహజ సరస్సుల యొక్క తీవ్ర రసాయన శాస్త్రాన్ని మరియు అవి హోస్ట్ చేసే జీవితాన్ని పరిశీలిస్తుంది.
నీటి కెమిస్ట్రీని నిజంగా ఇష్టపడే వ్యక్తులు నాకు తెలుసు. వారు రోజంతా రెడాక్స్ రియాక్షన్‌లు మరియు మాస్ బ్యాలెన్స్ మరియు వాలెన్స్‌లు మరియు సాల్యుబిలిటీ సూచికలు మరియు స్పైలింగ్ మెట్రిక్‌ల గురించి ఆలోచిస్తూ ఉంటారు, మరియు పనిదినం ముగిసినప్పుడు, వారు తమ స్నేహితులతో బీర్ కోసం వెళ్లి రెడాక్స్ ప్రతిచర్యలు మరియు స్పైలింగ్ మెట్రిక్‌ల గురించి మాట్లాడుతారు. (నా అనుభవంలో, వాటర్ కెమిస్ట్రీ ఔత్సాహికులు తరచుగా బీర్ వ్యసనపరులు కూడా, మీరు ఒక గ్లాసు బీర్‌ని ప్రత్యేక రకమైన సజల ద్రావణంగా భావిస్తే విచిత్రమైన రీతిలో అర్ధమవుతుంది.)
ఈ వ్యక్తులు తమకు ఇష్టమైన రసాయన మూలకం పేరు చెప్పమని అడిగినప్పుడు “ఓహ్, ఓహ్, నేను మూడు తీసుకోవచ్చా?” ఆపై ఐదు పేరు పెట్టండి. మీరు అలాంటి వ్యక్తులలో ఒకరు కాదని నేను ఊహిస్తున్నాను.
కాబట్టి లోతట్టు జలాల్లోని రసాయనిక కంటెంట్‌లో అపారమైన వైవిధ్యం గురించి చాలా వివరంగా, విసుగు పుట్టించే మూలకాల ద్వారా కాకుండా, లోతట్టు జలాల్లో ఎంత pH మారుతుందనే దాని గురించి నేను క్లుప్తంగా మాట్లాడబోతున్నాను, నా అభిప్రాయాన్ని చెప్పడానికి అది సరిపోతుందని భావించండి. లోతట్టు జలాల రసాయన వైవిధ్యం గురించి, మరియు నీటి కెమిస్ట్రీ కంటే మీకు బాగా నచ్చిన అంశాలకు వెళ్లండి.
మీరు హైస్కూల్ కెమిస్ట్రీ నుండి pH అనేది ఒక పదార్ధం ఆమ్లంగా లేదా ప్రాథమికంగా (లేదా “ఆల్కలీన్”) కొలమానం అని గుర్తుంచుకోవచ్చు. తటస్థంగా ఉండే పదార్థాలు (ఆమ్లం లేదా ప్రాథమికమైనవి కావు) 7 pH కలిగి ఉంటాయి, ఆమ్ల పదార్థాలు 7 కంటే తక్కువ pH కలిగి ఉంటాయి (గృహ వెనిగర్ దాదాపు 2.5 pH కలిగి ఉంటుంది), మరియు ప్రాథమిక పదార్థాలు 7 కంటే ఎక్కువ pH కలిగి ఉంటాయి (గృహ అమ్మోనియా pH కలిగి ఉంటుంది. సుమారు 11.5). pH స్కేల్ లాగరిథమిక్ – ఒక యూనిట్ యొక్క pHలో మార్పు ఆమ్లత్వంలో 10 రెట్లు మార్పును సూచిస్తుంది (సాంకేతికంగా, 10 రెట్లు మార్పు కార్యాచరణ హైడ్రోజన్ అయాన్లు). కాబట్టి pH 2.5 వద్ద ఉన్న వెనిగర్ 11.5 pH వద్ద అమ్మోనియా కంటే బిలియన్ రెట్లు ఎక్కువ హైడ్రోజన్ అయాన్ కార్యకలాపాలను కలిగి ఉంటుంది.
లాగరిథమిక్ స్కేల్ కెమిస్ట్రీలో అపారమైన వ్యత్యాసాలను సౌకర్యవంతంగా వ్యక్తీకరించడానికి అనుమతిస్తుంది, అయితే pH స్కేల్‌లోని చిన్న తేడాలు పెద్ద పరిణామాలను కలిగి ఉండే రసాయన శాస్త్రంలో పెద్ద వ్యత్యాసాలను సూచిస్తాయని మర్చిపోవడాన్ని సులభం చేస్తుంది.
ఉదాహరణకు, ఈ రోజు సముద్రం దాదాపు 8.1 pHని కలిగి ఉంది, ఇది కొద్దిగా ప్రాథమికంగా ఉందని మాకు తెలియజేస్తుంది. శిలాజ ఇంధన దహనం ఫలితంగా గాలిలో కార్బన్ డయాక్సైడ్ యొక్క అధిక సాంద్రతలు సముద్రం యొక్క pH 8.2 యొక్క పారిశ్రామిక పూర్వ విలువ నుండి 0.1 యూనిట్లకు పడిపోయాయి మరియు 2100 సంవత్సరం నాటికి ఇది 7.8కి పడిపోవచ్చని నమూనాలు సూచిస్తున్నాయి. చింతిస్తూ. కానీ 8.2 నుండి 8.1కి మార్పు హైడ్రోజన్ అయాన్‌లో 26% పెరుగుదలను సూచిస్తుంది మరియు 8.2 నుండి 7.8కి మార్పు అంటే 150% పెరుగుదల.
సముద్ర జీవులకు తీవ్రమైన సమస్యలను కలిగించడానికి ఈ మార్పులు సరిపోతాయి. కాల్షియం కార్బోనేట్‌తో తమ షెల్‌లను తయారు చేసే క్లామ్స్ మరియు పగడాలు వంటి జీవులు pH పాయింట్‌లో కొన్ని పదవ వంతు పడిపోతే వాటి షెల్‌లను నిర్మించడం మరియు నిర్వహించడం చాలా కష్టమవుతుంది. సముద్రపు శాస్త్రవేత్తలు ఇప్పుడు pH 0.3 లేదా 0.4 యూనిట్లు పడిపోవడంతో సముద్ర పర్యావరణ వ్యవస్థలలోని ముఖ్యమైన భాగాలను కోల్పోయే ముందు ఈ మార్పులను నిరోధించడానికి లేదా నిర్వహించడానికి మార్గాలను అర్థం చేసుకోవడానికి మరియు కనుగొనడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు.
సముద్రంలో చాలా ముఖ్యమైన పాయింట్‌లో కొన్ని పదవ వంతు కంటే లోతట్టు జలాల్లో pH పరిధి చాలా ఎక్కువ. ఇది లోతట్టు నీటి జీవులను (మరియు రసాయన ప్రక్రియలు) అపారమైన రసాయన పరిస్థితులకు బహిర్గతం చేస్తుంది. చాలా లోతట్టు జలాలు 4 మరియు 9 మధ్య pH కలిగి ఉంటాయి. మళ్లీ, ఈ శ్రేణి నిరాడంబరంగా అనిపించవచ్చు, అయితే ఇది హైడ్రోజన్ అయాన్ చర్యలో 100,000 రెట్లు పరిధిని సూచిస్తుంది. మరియు ఈ విస్తారమైన పరిధికి వెలుపల ఉన్న జలాలు కూడా ఉన్నాయి.
ఇండోనేషియాలోని కవా ఇజెన్ వంటి అగ్నిపర్వతాల క్రేటర్లలో ఉండే సరస్సులు అత్యంత ఆమ్ల సహజ అంతర్గత జలాలు. ఈ సరస్సులు సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్‌లో పుష్కలంగా ఉన్నాయి, అవి pH 0.1 కంటే తక్కువగా ఉండవచ్చు. దీన్ని సందర్భోచితంగా చెప్పాలంటే, తాజా బ్యాటరీ యాసిడ్ దాదాపు 0.7 pHని కలిగి ఉంటుంది. బ్యాటరీ యాసిడ్‌పై ఉన్న లేబుల్ (ఈ సరస్సు నీటి కంటే నాల్గవ వంతు బలంగా ఉందని గుర్తుంచుకోండి) ఇది తీవ్రమైన చర్మ కాలిన గాయాలు మరియు కంటికి హాని కలిగిస్తుందని హెచ్చరిస్తుంది మరియు వినియోగదారులకు వ్యక్తిగత రక్షణ పరికరాలను ఉపయోగించమని సలహా ఇస్తుంది, అది మింగినట్లయితే వెంటనే విష నియంత్రణ కేంద్రానికి కాల్ చేయండి, మరియు ఆమోదించబడిన వ్యర్థాలను పారవేసే ప్లాంట్‌లో దానిని పారవేయడం. ఈ సరస్సులో ఏదీ నివసించదని ఊహించడంలో మీరు చాలా నమ్మకంగా ఉండవచ్చు.
కానీ శాస్త్రవేత్తలు Kawah Ijen (ప్రత్యేక గేర్ అవసరమయ్యే పని; మీరు ఊహించినట్లుగా, అల్యూమినియం బోట్‌ల వంటి చాలా సాధారణ గేర్‌లు సరస్సు నీటిలో కరిగిపోతాయని) శాంపిల్ చేసినప్పుడు, వారు సరస్సులో ఆకుపచ్చ ఆల్గా మరియు మూడు రకాల ఆర్కియన్‌లను కనుగొన్నారు.
స్పష్టంగా, సరస్సులో జంతువులు నివసించవు. అయినప్పటికీ, దాని అవుట్‌లెట్ స్ట్రీమ్‌లోని యాసిడ్ నీరు దిగువకు ప్రవహిస్తున్నప్పుడు క్రమంగా తటస్థీకరిస్తుంది మరియు అవుట్‌లెట్ స్ట్రీమ్ సుమారు 2.5 pHకి చేరిన ప్రదేశంలో చిరోనోమిడ్స్ అని పిలువబడే ఫ్లై లార్వాలను పరిశోధకులు కనుగొన్నారు (వెనిగర్ లాగా, గుర్తుందా?).
సంబంధిత: ‘ఇది పొగలా ఉంది’: మృత సముద్రం దిగువన కనుగొనబడిన మెరిసే ద్రవాన్ని వెదజల్లుతున్న మిస్టీరియస్ చిమ్నీలు
మరియు మరింత విశేషమేమిటంటే, ఈ జాతులు అధిక ఆమ్ల జలాల్లో జీవించడమే కాకుండా వాటిలో కొన్ని ఈ కఠినమైన పరిస్థితులను కూడా ఇష్టపడతాయి. అగ్నిపర్వత జలాల్లో నివసించే ఆర్కియన్లలో ఒకరు pHని తట్టుకోగలరు 0 క్రింద మరియు 0.7 pH వద్ద ఉత్తమంగా పెరుగుతుంది. అంటే, బ్యాటరీ యాసిడ్ దాని ఆదర్శ pH మరియు వెనిగర్ మరియు నిమ్మరసం దాని రుచికి చాలా తేలికపాటివి. (అసహజ జలాల యొక్క pH ఎంత తక్కువగా ఉంటుంది అని మీరు ఆలోచిస్తున్నట్లయితే, pH -3.6 కంటే తక్కువగా ఉంటుంది, అవును అది మైనస్ 3.6, మైనింగ్ వ్యర్థాల ద్వారా కలుషితమైన కాలిఫోర్నియాలోని కొన్ని భూగర్భ జలాల్లో నమోదు చేయబడింది. ఇంత తక్కువ pHని ఎలా కొలవాలో కూడా శాస్త్రవేత్తలు గుర్తించడం పెద్ద సాంకేతిక సమస్య.)
స్పెక్ట్రం యొక్క మరొక చివరలో, క్షార సరస్సులు తరచుగా 9.5 నుండి 11.5 pHని కలిగి ఉంటాయి. క్షార సరస్సులు సాధారణంగా చాలా పొడిగా ఉన్న ప్రాంతాలలో సంభవిస్తాయి, సరస్సులోకి ప్రవహించే ఏదైనా నీరు అవుట్‌లెట్ స్ట్రీమ్ ద్వారా కాకుండా బాష్పీభవనం ద్వారా వెళ్లిపోతుంది. ఇది నీటిలో కరిగిన ఖనిజాలు చాలా ఎక్కువ సాంద్రతలను నిర్మించడానికి అనుమతిస్తుంది. చుట్టుపక్కల భూగర్భ శాస్త్రంపై ఆధారపడి, అటువంటి సరస్సులు సోడియం క్లోరైడ్ (సాధారణ టేబుల్ ఉప్పు) లేదా చాలా సోడియం కార్బోనేట్ (వాషింగ్ సోడా) మరియు ఇతర ఖనిజాలను కలిగి ఉన్న క్షార సరస్సులతో నిండిన ఉప్పు సరస్సులు (ఉటాలోని గ్రేట్ సాల్ట్ లేక్ వంటివి)గా అభివృద్ధి చెందుతాయి. ఇది సరస్సులకు అధిక pH మరియు క్షారతను ఇస్తుంది.
ఆల్కలీ సరస్సులు మరియు సరస్సు పూర్తిగా ఎండిపోయినప్పుడు ఏర్పడే ఉప్పు ఫ్లాట్‌లు ఇటీవల వార్తల్లో ఉన్నాయి, ఎందుకంటే కొన్ని క్షార సరస్సులు మరియు ఫ్లాట్‌లు ఎలక్ట్రిక్ కార్ల కోసం బ్యాటరీలను తయారు చేయడానికి అవసరమైన లిథియం యొక్క ప్రధాన మూలం మరియు ఇతర ఉపయోగాలు ఉన్నాయి. ఆల్కలీ సరస్సులు పాత పాశ్చాత్య ప్రాంతాలలో కూడా కనిపిస్తాయి – రెండు రోజుల క్రితం నీరు లేక ఎండిపోయిన ప్రయాణీకులు ఎడారి కొలనును చూస్తారు, మరియు సమూహంలోని గ్రీన్‌హార్న్ ఉప్పునీటిలోకి విసిరి, దానిని పెద్దగా మింగుతుంది. అప్పుడు అతను నీటి నుండి దూరంగా పొరపాట్లు చేస్తాడు, వెనక్కి వాలిపోతాడు, దాని తర్వాత బ్యాండ్ యొక్క లాకోనిక్ నాయకుడు ఇలా వ్యాఖ్యానించాడు: “చెడు నీరు.”
మళ్ళీ, అటువంటి చెడ్డ నీరు జీవితానికి మద్దతు ఇవ్వదని మీరు అనుకోవచ్చు. తినివేయు ఆమ్ల అగ్నిపర్వత సరస్సుల విషయంలో వలె, సూక్ష్మజీవులు కాకుండా కొన్ని జాతులు క్షార సరస్సులలోని కఠినమైన పరిస్థితులను తట్టుకోగలవు, అయితే ఈ కొన్ని జాతులు అపారమైన ఉత్పాదకతను కలిగి ఉంటాయి. వాస్తవానికి, క్షార సరస్సులు ప్రతి సంవత్సరం పెరిగే జీవపదార్ధాల పరంగా అంతర్గత జలాల్లో అత్యంత ఉత్పాదకత కలిగి ఉంటాయి.
కాబట్టి సముద్రం యొక్క pHకి విరుద్ధంగా, ఇది 8.1కి దగ్గరగా ఉంటుంది, లోతట్టు జలాల pH సుమారు 0.1 నుండి 11.5 వరకు ఉంటుంది, ఇది హైడ్రోజన్ అయాన్ కార్యకలాపాలలో 250 బిలియన్ రెట్లు పరిధిని సూచిస్తుంది. ఈ అపారమైన పరిధిలో జీవితం ఉంది మరియు అభివృద్ధి చెందుతుంది. పిహెచ్‌లోని ఈ భారీ పరిధి జీవావరణ శాస్త్రం మరియు శరీరధర్మ శాస్త్రంలోని కొన్ని నిర్దిష్ట భాగానికి అనుగుణంగా ఉన్న జాతులను ఉత్పత్తి చేయడానికి పరిణామానికి సవాలు మరియు అవకాశం రెండింటినీ అందిస్తుంది: బలమైన ఆమ్ల జలాలు, తేలికపాటి ఆమ్ల జలాలు, తటస్థ జలాలు, స్వల్పంగా ఆల్కలీన్ జలాలు మరియు బలంగా. ఆల్కలీన్ వాటర్స్.
నుండి సంగ్రహించబడింది “బియాండ్ ది సీ: ది హిడెన్ లైఫ్ ఇన్ లేక్స్, స్ట్రీమ్స్, అండ్ వెట్ ల్యాండ్స్” డేవిడ్ స్ట్రేయర్ ద్వారా. కాపీరైట్ 2024. జాన్స్ హాప్కిన్స్ యూనివర్శిటీ ప్రెస్ అనుమతితో ప్రచురించబడింది.
